CC BY
15
Губанов Олег Михайлович, канд. техн. наук, доцент, руководитель проектов по разработке новых видов продукции, gubanov_oleg81@mail.ru, Россия, Липецк, ПАО «Новолипецкий металлургический комбинат»,
Калинин Антон Алексеевич, заместитель директора по коммерческим вопросам издательства ТулГУ, antony-ak@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
MATHEMATICAL MODELING OF THE PROCESS SPRA YING OF LIQUID PAINT COATINGS WITH A CENTRIFUGAL NOZZLE OF AN ELECTRIC PAINT SPRAYER
V.N. Gadalov, S.N. Kutepov, O.M. Gubanov, A.A. Kalinin
The article presents a technique for numerical simulation of the process of applying a liquid paint coating with an electric paint sprayer using the airless spray method using a centrifugal nozzle. Studies of the dynamics of the movement of a particle of liquid paint in a centrifugal nozzle with the choice of its optimal parameters are given.
Key words: mathematical model, paint liquid spraying, centrifugal nozzle, nozzle parameters, particle
trajectory.
Gadalov Vladimir Nikolaevich, doctor of technical science, professor, gadalov-vn@yandex.ru, Russia, Kursk, Southwest State University,
Kutepov Sergey Nikolaevich, candidate of pedagogical science, docent, kutepovsn@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Gubanov Oleg Mikhailovich, candidate of technical science, docent, project manager for the development of new types of products, gubanov_oleg81@mail.ru, Russia, Lipetsk, Novolipetsk metallurgical plant Public joint stock company,
Kalinin Anton Alekseevich, deputy director for commercial affairs of TulSU Publishing House, antony-ak@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.791.01
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-2-594-602
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СВАРКЕ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
В.Н. Гадалов, С.Н. Кутепов, И.А. Коваленко, В.Р. Петренко, А.А. Калинин
В статье рассмотрены диффузионные процессы и представлено их физико-математическое и химическое описание при сварке порошковых материалов.
Ключевые слова: сварка, диффузионные процессы, физико-математическое и химическое описание, самодиффузия, твердая фаза, соединение, порошковые материалы.
Зависимость эффективной энергии от полученной прочности соединения позволяет описывать процессы, происходящие в операции спекания-сварки, с учетом формирования плотности и микроструктуры заготовок. Эта зависимость состоит из некоторых этапов и соответствует энергии активирования движения вакансий, значениям энергии активирования движения вакансий и других сложных кристаллических несовершенств, а третий этап - энергии активирования самодиффузии на границах порошковых частиц.
Сварка в твердой фазе является перспективным методом соединения порошковых материалов, все шире применяемых в различных направлениях техники. При сварке в твердой фазе формирование соединения происходит без расплавления свариваемых заготовок. Процесс сварки может осуществлять с сопутствующим или предварительным подогревом, а также без него: в вакууме с контролирующей защитной средой (газообразной или жидкой) или на воздухе. Сварка в твердой фазе позволяет изменять в широком диапазоне температурные и силовые воздействия на свариваемые заготовки и тем самым исключать или по крайней мере, тормозить взаимодействия соединяемых материалов между собой и с окружающей средой. Поэтому этот способ получения неразъемных соединений может быть эффективным при сварке разнородных материалов и, в частности, при сварке сплавов на основе титана, никеля и др. металлов со сталью [1-50].
Согласно существующим представлениям, элементарные акты взаимодействия на границе раздела свариваемых материалов являются общими всех видов сварки без расплавления (холодной, прессовой, взрывом, диффузионной и др.). Различие в образовании сварного соединения при этих способах сварки состоит не столько в механизме процесса, сколько в его кинетике.
В настоящее время существует большое количество работ, в которых дан глубокий и критический анализ гипотез природы и механизма образования соединений [1-12] и др. поэтому мы отмечаем основные из них с главными научными признаками согласно [13]. Это пленочная гипотеза С.Б. Айнбин-дера [8], в которой соединение может быть получено только после полного удаления оксидов и сближения ювенильных поверхностей на расстояние межатомного взаимодействия. Соединение образуется спонтанно. Процесс сварки реализуется во время деформации контактных поверхностей, приводящей к растрескиванию и выносу к периферии зоны соединения оксидных пленок и других загрязнений. Присутствие оксидов и адсорбированных газов безусловно сильно затрудняет сварку, но при этом Г.П. Са-хацкий [5] считает, что в процессе деформации при сварке получить очищенные ювенильные поверхности невозможно. Полное восстановление оксидов не обязательно и практически трудно выполнимо. Если пленки утонены до критически минимальной толщины, равной параметру решетки, которая когерентна решетке данного металла, возможно образования соединения и через пленку оксида [5]. Но, по существу, это будет уже не оксидная пленка, а твердый раствор кислорода в металле.
В работе [9] А.П. Семенов на основании изучения схватывания металлов предложил энергетическую гипотезу, согласно которой для реализации процесса схватывания двух поверхностей необходимо, чтобы энергия их атомов превышала на некоторую величину (энергетический порог схватывания) уровень энергии, характерный для данного материала. Присоединение атомов одной поверхности к атомам другой без преодоления энергетического порога считается невозможным. Существование энергетического барьера связывается с направленностью кристаллических связей.
J.M. Parks в своей работе [10] предложил гипотезу, основанную на представлении о рекристаллизации, приводящей к образованию новых, общих для соединяемых поверхностей зерен, как основном факторе, определяющем соединение в твёрдой фазе.
Гипотеза, предложенная Б.И. Костецким и И.П. Ивженко основана на том, что формирование соединения контролируется перемещением масс в процессе диффузии на глубину порядка несколько нанометров по вакансиям, образованным при деформации [11].
Н.Ф. Казаковым в [12] развита гипотеза, основанная на образовании качественного соединения между контактирующими поверхностями лежат процессы взаимного перемещения атомов вглубь соединяемых тел. Получение прочного соединения при диффузионной сварке обусловлено возникновением высококачественных металлических связей в результате локальной деформации при повышенной температуре максимального сближения поверхностей и взаимной диффузии в поверхностных слоях контактирующих материалов.
Существует еще целый ряд положений и гипотез, однако все вышеперечисленные являются наиболее являются наиболее распространенными и приемлемыми. При этом, рассмотренные гипотезы описывают лишь отдельные стороны процесса свариваемости.
Анализируя логистику исследований, вскрывающей сущность и последовательно объясняющей процесс соединения материалов в твердой фазе является теория, развиваемая в работах [1-12] и др., согласно которой процесс соединения металлических материалов в твердом состоянии относят к классу топохимических реакций, характеризуемых стадийностью развития [13,16,34].
Процесс образования соединения при сварке в твердой фазе протекает в три стадии:
1) образование физического контакта (путем пластической деформации и поверхностной диффузии);
2) электронный обмен, направленный на образование энергетически более устойчивых электронных конфигураций и завершающийся образованием химических связей (адгезионное взаимодействие);
3) диффузионное взаимодействие, распространяющееся в объеме материала. В зависимости от природы свариваемых материалов лимитирующей оказывается первая, вторая или третья стадия.
В случае сварки одноименных металлов, а также металлов с близкими характеристиками сопротивляемости пластической деформации продолжительность образования соединения совпадает с первой стадией, при которой установлена корреляция адгезионных свойств металлов с их механическими свойствами.
При сварке металлических материалов один, из которых весьма пластичен и легко образует физический контакт с другим, образование соединения в значительной мере определяется возникновением активных центров (дислокаций, вакансий) на поверхности менее пластичного материала [13, 17-19].
Взаимодействие при сварке начинается прежде всего на структурных дефектах контактной поверхности и обуславливается пластической деформацией поверхностного слоя менее пластичного металла [17-44].
При сварке порошковых пористых материалов вклад процесса пластической деформации в механизм образования сварного соединения не может быть таким значительным, как при сварке компактных металлов и сплавов [3]. Физический контакт образуется преимущественно за счет поверхностной диффузии. Здесь развитие третьей стадии необходимо для обеспечения требуемой прочности соединения, однако чрезмерное увеличение длительности этой стадии нежелательно, так как может привести к
понижению прочности свариваемых материалов. Последнее наблюдается в тех случаях, если процессы рекристаллизации затрагивают не только зону сварки, где они необходимы, но и сам материал, а при сварке разнородных материалов, если в зоне сварки образуются новые химические соединения, обладающие повышенной хрупкостью.
В то же время хорошо известно [14-17], что превалирующие химические реакции во взаимодействующей диффузионной многокомпонентной системе определяются по величине уменьшения изобарного потенциала Д7 в локальной области контактирующих фаз: в первую очередь развиваются реакции с наименьшим значением Д7.
Направление и возможность прохождения предполагаемых реакций при сварке могут быть выяснены как сказано выше, на основе термодинамических оценок величины изменения изобарно-
изотермического потенциала Д7°. При этом возможны четыре основных случая (рис.1). Изменение ДZo во всем температурном интервале лежит в области положительных значений; здесь нельзя получить прочного сварного соединения за счет образования химической связи (1). Изменение Д7т лежит в
области отрицательных значений и слабо зависит от температуры (2); в этом случае чрезмерное развитие процессов реакционной диффузии может привести к изменению свойств материалов в зоне сварного соединения (в том числе снижению прочности и разрушению); Д7,Тр имеет отрицательное значение, однако с повышением температуры возрастает (3); это также нежелательно поскольку здесь будет наблюдаться как низкая прочность сварного шва, так и быстрое разрушение его в условиях высоких температур;
Д7т имеет отрицательное значение лишь начиная с некоторой, достаточно высокой температуры (4); в этом случае при высоких температурах происходит активное химическое взаимодействие, которое при достаточно низкой температуре прекращается.
твердофазных реакций (схема). Обозначения см. в тексте
Осуществляя сварку при температуре, превосходящей температуру начала реакции, можно получить высокую прочность сварного соединения за счет химического взаимодействия, в то время как при более низких температурах нет опасности его чрезмерного развития.
При термодинамической оценке возможности сварки порошковых материалов с широкой областью гомогенности, в том числе карбидов, необходимо учитывать изменение термодинамических характеристик (энтальпии, энтропии, свободной энергии образования) в пределах областей гомогенности. Термодинамический расчет, выполненный с учетом данного обстоятельства [5], в частности, показал следующее: несмотря на то, что обменные реакции монокарбидов переходных металлов IV группы с металлами V и VI групп с образованием новых монокарбидных фаз в интервале температур 10002000 °С термодинамически невозможны, термодинамически разрешенными являются реакции с переходом первого карбида в дефектное состояние и образованием стехиометрического карбида второго металла или двух нестехиометрических карбидов.
Экспериментальными исследованиями установлено, что при диффузионной сварке (то есть при прочной сварке) карбидов металлов типа СГ7С3, СГ23С6 и МП7С3 с железом III стадия сопровождается появлением дефектности в углеродной подрешетке карбида и диффузионным насыщением металла углеродом. При сварке с учетом этих карбидов образуются твердый раствор полукарбидов и углерода в железе. При этом образование твердого раствора углерода в металле предшествует появлению полукарбида, который обнаруживается лишь при достаточно высоких температурах и выдержках. В системе Cr-C образование низших соединений невозможно, сварка возможно лишь посредством диффузии хрома в цементит. Причем это происходит в результате диффузии хрома в цементит преимущественно по границам зерен и развития процесса рекристаллизации.
При переходе от системы МеС-Ме к системам МеС — Ме' можно отметить усложнение процесса взаимодействия, поскольку в данном случае образование новых фаз при сварке происходит в результате диффузии как углеродных, так и металлических атомов.
Так, методом микрорентгеноспектрального анализа установлено, что при сварке порошковых материалов типа аустенитно-карбидного сплава наблюдается преимущественная диффузия углерода из карбида в железо и встречная диффузия атомов металлов в карбид металла с образованием твердого раствора на основании исходного карбида. Для сварки карбидов металлов с металлами характерна как диффузия углерода из карбида в металл, так и встречная диффузия металлов с образованием непрерывного ряда твердых растворов МеС — Ме'С или тройных фаз. Карбиды металлов свариваются с металлами (в данном случае с железом) за счет обменных реакций, а выделяющиеся в результате атомы металла растворяются в образующемся карбиде. Для этих систем наблюдается тенденция преимущественной диффузии металла в карбид, что наиболее четко отмечено для систем Сг7С3-Ре, Сг23С6-Ре и Мп7С3^е.
Решение системы уравнений, описывающих кинетику твердофазных реакций в трехкомпо-нентных системах, в общем случае затруднительно. В частном случае, когда лимитирующей стадией являются диффузионные процессы и кинетическими факторами на границе раздела фаз можно пренебречь, решение в значительной мере упрощается.
Так, например, для случая контактного взаимодействия карбида стехиометрического состава (МеС) с металлом (Ме'), в результате которого диффузия углерода приводит к изменению состава исходного карбида в сторону объединения его углеродом (карбид-бесконечный источник углерода). В.С. Ершовым и др. [16, 17] предложено следующее выражение для определения толщины образующегося карбидного слоя:
8 = , (1)
где Э - коэффициент диффузии в образующемся карбиде Ме'С, а коэффициент а определяется из равенства:
2
(
С 01—С11
с
22
= ехра2^ кЭ 2 а ас 21 у кЭ 2
ехр а
1 —
О
э 3
Л
(2)
1 — вг/
Э3
Здесь индексы 1, 2, 3 относятся соответственно к исходному (МеС), образующемуся (Ме'С), карбидом и исходному металлу, а концентрация углерода С определяется начальными и граничными условиями (рис.2):
С1( х, о) =С 01,^(0, т)=Сц, х < 0, С 2 (8, т) =С 22,С 3 (8, т) =С 33,с 3 К т) = 0
Рис. 2. Распределение концентрации углерода в процессе его реакции из карбида в контактирующий
металл к моменту времени т (схема)
На основании литературных данных о параметрах диффузии углерода в карбиды [3], нами выполнены расчеты и построена изотерма роста толщины карбидного слоя, образующегося на железе при контакте его с карбидом хрома при спекании-сварке (Т = 1200 °С).
Экспериментальная проверка показала, что при твердофазном взаимодействии карбида хрома с железом действительно образуется легированный карбид железа FeзC, причем значения его толщин при отжиге до 10 ч удовлетворительно укладывается на расчетную кривую (рис.3).
ё, МКМ
(
0 1 2 3 4 5 6
время спекания - сварки, ч,
Рис. 3. Вычисленные (линия) и экспериментально найденные значения (точки) толщины слоя карбида железа на железе после контакта его с карбидом хрома
Таким образом, в принципе возможен расчет длительности процесса диффузионной сварки аустенитно-карбидного сплава с железомедным сплавом, при которой образуется диффузионный слой заданной толщины.
Представляет интерес сопоставить экспериментально определенные оптимальные температуры диффузионной сварки металлов и карбидов с параметрами самодиффузии углерода и металла в этих карбидах.
Оптимальной считается температура, при которой исчезает физическая граница раздела при сварке однородных материалов, причем процессы рекристаллизации затрагивают лишь зону сварки и прочность материалов после сварки не снижается.
Диффузионные процессы, протекающие с приложением внешнего давления, как правило, ускоряются за счет искажений кристаллической решетки и появления большого числа дефектов кристаллического строения различного типа. Однако вследствие большой подвижности атомов при высокотемпературном деформировании искажения быстро релаксируют, что приводит к снятию напряжений. Поэтому эффект увеличения диффузионной подвижности при пластической деформации образцов наблюдается редко.
Как показано в работе Л.Н. Ларикова [18] с сотрудниками, основной характеристикой состояния металла при высокотемпературном деформировании является не величина деформации, а ее скорость. При рассмотрении процессов диффузии в сварных соединениях, в связи с кратковременностью пребывания приповерхностного слоя в режимах больших скоростей деформирования (доли секунды по сравнению с длительностью сварки 10 мин) в первом приближении, можно использовать значения энергетических параметров, полученных в стационарных условиях.
Сведения о параметрах самодиффузии углерода и металла в карбидах весьма ограничены большой разброс в значениях Б о и значениях Q (таблица) [4], что связано с неодинаковой пористостью и стехиометрией изучаемых объектов, с применением различных методик исследования. Более полные данные имеются по самодиффузии металлов, хотя и здесь нельзя не отметить существенный разброс в величинах Б0 и Q особенно для таких металлов, как Fe и др., для которых характерны а ^ Р полиморфные превращения.
Параметры самодиффузии углерода и металла в карбидах
Карбид Диффундирующий элемент Температурный интервал, °С Б0, м2/с Q, ккал/моль
Ме7С3 С 1000-1300 350 66
Ме2зС6 С 900-1400 56,4 124
Ме7Сз Бе 800-1200 4. 53 10-4 180,4±40
Ме2зС6 Бе 850-1450 1,43 104 150,3
Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что диффузионная подвижность металла в карбидах при одинаковых температурах на несколько порядков меньше диффузионной подвижности углерода. Это может быть связано с тем, что для фаз внедрения на основе переходных металлов самодиффузия атомов неметалла может осуществляться по структурным вакансиям собственной подрешетки, и необходимая для этого энергия практически совпадает с энергией активации движения. Для диффузионного перемещения металлических атомов нужны термические (тепловые) вакансии, и энергия активации в этом случае слагается из двух величин - энергии активации образования вакансии в металлической подрешетке и энергии движения.
Для осуществления диффузионной сварки карбидов необходимо диффузионное перемещение как углеродных, так и металлических атомов, однако лимитирующим звеном процесса совершенно очевидно будет более медленная стадия, а именно - диффузия металлических атомов. В связи с этим есте-
ственно предположить, что энергетическая затрудненность процесса, при прочих равных условиях, должна возрастать с увеличением энергии связи в металлической подрешетке и, следовательно, энергии активации самодиффузии металлических атомов в карбидах.
Заключение. Таким образом, оптимальные температуры сварки порошковых материалов качественно коррелируют с энергией активации самодиффузии этих металлов и возрастают с повышением степени локализации валентных электронов в кристаллической решетке. Для карбидов наблюдается качественная корреляция оптимальных температур сварки с энергией активации самодиффузии наименее подвижного (металлического) компонента и со степенью локализации валентных электронов в металлической подрешетке.
При сварке карбидов с металлами не удалось установить подобную корреляцию оптимальных температур сварки с диффузионными параметрами. Это связано с тем, что при переходе от систем MeMe, MeC-MeC к системам MeC — Me' процесс взаимодействия усложняется. Сварка сопровождается образованием новых фаз в результате диффузии углерода и встречной диффузии разноименных металлических атомов.
Установлено, что для оценки возможности химического взаимодействия при сварке разноименных материалов можно пользоваться термодинамическим подходом; при этом в случае карбидов с широкой областью гомогенности необходимо учитывать влияние состава в области гомогенности на термодинамические функции.
Полученные результаты могут быть использованы при создании и усовершенствовании новых материалов и ресурсосберегающих технологий и процессов их обработки, в частности для получения качественных соединений из разнородных металлов и сплавов диффузионной сваркой в вакууме.
Список литературы
1. Красулин Ю.Л., Шоршоров М.Х. О механизме образования соединения разнородных материалов в твердом состоянии // Физика и химия обработки материалов. 1967. № 1. С. 89-97.
2. Рыкалин Н.Н., Шоршоров М.Х., Красулин Ю.Л. Физические и химические проблемы соединения разнородных материалов // Известия Академии наук СССР. Серия «Неорганические материалы». 1965. Т. 1. № 1. С. 29-36.
3. Красулин Ю.Л. Взаимодействие металла с полупроводником в твердой фазе. М.: Наука, 1971. 119 с.
4. Каракозов Э.С. Соединение металлов в твердой фазе. М.: Металлургия, 1976. 264 с.
5. Сахацкий Г.П. Технология сварки металлов в холодном состоянии. Киев: Наукова думка, 1979. 295 с.
6. Мазур А.И., Алехин В.П., Шоршоров М.Х. Процессы сварки и пайки в производстве полупроводниковых приборов. М.: Радио и связь, 1981. 224 с.
7. Шоршоров М.Х., Колесниченко В.А., Алехин В.П. Клинопрессовая сварка давлением разнородных металлов. М.: Металлургия, 1982. 112 с.
8. Айбиндер С.Б. Холодная сварка металлов. Рига: Изд-во Академии наук Латвийской ССР, 1957. 62 с.
9. Семенов А.П. Схватывание металлов. М.: Машгиз, 1958. 280 с.
10. Parks J.M. Recrystallisation welding // Welding Journal. 1953. Vol. 32. № 5. P. 209-221.
11. Костецкий Б.И., Ивженко И.П. Дислокационная модель процесса холодной сварки металлов // Автоматическая сварка. 1964. № 5. С. 18-20.
12. Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка материалов. М.: Машиностроение, 1976. 312 с.
13. Петренко В.Р., Киреев Л.С., Пешков В.В. Сварка титана со сталью. Воронеж: ВГТУ, 2004.
173 с.
14. Савелин Р.А. Термодинамика твердого состояния. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1968.
314 с.
15. Хенней Н. Химия твердого тела. Пер. с англ. М.: Мир, 1971. 223 с.
16. Глазов М.Н., Павлова Л.М. Химическая термодинамика и фазовые равновесия. М.: Металлургия, 1988. 560 с.
17. Диффузионная сварка титана / Э.С. Каракозов, Л.М. Орлова, В.В. Пешков, В.И. Григорьевский. М.: Металлургия, 1977. 272 с.
18. Лариков Л.Н., Рябов В.Р., Фальченко В.М. Диффузионные процессы в твердой фазе при сварке. М.: Машиностроение, 1975. 189 с.
19. Сварные соединения титановых сплавов / В.Н. Моисеев, Ф.Р. Куликов, Ю.Г. Кириллов, Л.В. Шохолова, Ю.В. Васькин. М.: Металлургия, 1978. 248 с.
20. Мусин Р.А., Лямин Я.В., Анциферов В.Н. Влияние микронеровностей на формирование физического контакта при сварке давление // Автоматическая сварка. 1978. № 12. С. 65-69.
21. Мусин Р.А., Анциферов В.П., Квасницкий В.Ф. Диффузионная сварка жаропрочных сплавов. М.: Металлургия, 1979. 208 с.
22. Каракозов Э.С., Ушицкий М.У. Образование контакта при сварке давлением с использованием термических термических напряжений // Автоматическая сварка. 1979. № 6. С. 31-34.
23. Металлургия и технология сварки титана и его сплавов / С.М. Гуревич, В.Н. Замков, В.Е. Блащук и др. Киев: Наукова думка, 1986. 240 с.
24. Гельман А.А. Диффузионная сварка изделий из титановых сплавов (обзор) //Технология легких сплавов. 1979. № 4. С. 81-87.
25. Матюшкин Б.А. Котельников А.А., Майданов Л.П. Диффузионная сварка ребристых панелей из титановых сплавов // Автоматическая сварка. 1980. № 7. С.43-45.
26. Особенности изготовления слоистых элементов конструкций из титана диффузионной сваркой / В.В. Пешков, О.Г. Кудашов, В.И. Григорьевский, М.Н. Подоприхин // Сварочное производство. 1980. № 5. С. 11-19.
27. Гельман А.А. Особенности формирования соединений при диффузионной сварке двухфазных титановых сплавов // Сварочное производство. 1981. № 5. С. 20-21.
28. Пешков В.В., Кудашов О.Г. Влияние исходной микроструктуры на формирование соединения при диффузионной сварке сотовых конструкций из титанового сплава ОТ4-1 //Автоматическая сварка. 1982. № 6. С. 27-31.
29. Башурин А.В. Разработки технологии диффузионной сварки тавровых тонкостенных конструкций из титановых сплавов: автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 1983.15 с.
30. Казаков Н.Ф. Браун А.Г. Диффузионная сварка за рубежом (обзор) // Автоматическая сварка. 1984. № 11. С. 50-54.
31. Пешков В.В., Гусев С.И. Технологические параметры процесса диффузионной сварки сотовых конструкций из титановых сплавов // Сварочное производство. 1984. № 10. С. 12-14.
32. Диффузионная сварка титана и его сплавов / А.В. Бондарь, В.В. Пешков, Л.С. Киреев, В.В. Шурупов. Воронеж: ВГУ, 1998. 256 с.
33. Физико-химия схватывания титана со стальной оснасткой при диффузионной сварке / А.В. Бондарь, Ю.П. Камышников, В.В. Пешков, С.Н. Федоров, В.В. Шурупов. - Воронеж: Изд. ВГТУ, 1999. -186 с.
34. Киреев Л.С., Пешков В.В., Селиванов В.Ф. Физико-химия получения пористо-компактных материалов на основе титана. Под ред. Б.Е. Патона. Киев; Изд-во Института электросварки им. Е.О. Па-тона НАН Украины, 2003. 318 с.
35. Петренко В.Р., Пешков В.В., Полевин В.Ю. Повышение служебных характеристик титановых диффузионно-сварных слоистых конструкций // Сварочное производство. 2005. №7. С. 37-41.
36. Гадалов, В.Н., Болдырев Ю.В. Выбор состава компонентов для достижения требуемых характеристик порошковых титановых сплавов и покрытий // Матер.межд. науч.-практ. конференции «Дни науки». Днепропетровск, 2005 Том. 35. С. 9-14.
37. Цеменко В.Н. Процессы порошковой металлургии. Теория и физические основы уплотнения порошковых материалов:учсбнос пособие. СПб.: Изд.-во СПб ГПУ, 2005. 115 с.
38. Люшицкий А.В. Диффузионная сварка разнородных материалов: учебное пособие. М.: Академия,2006. 208 с.
39. Шестаков Н.А., Субич В.Н., Демин В.А. Уплотнение, консолидация и разрушение пористых материалов. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. 272 с.
40. Залазинский Г.Г., Щенников Т.П. Применение метола термодинамического моделирования к описанию процессов порошковой металлургии // Порошковые материалы и покрытия. Известия вузов. Цветная металлургия. 2011. № 5. С. 50-54.
41. Поляков А.П. О влияния размера частиц на уплотняемость порошка // Заготовительные производства в машиностроении, 2013. № 4. С. 24-27.
42. Получение, структура и свойства пористых материалов на основе титана / М.И. Алымов, Е.В. Евстратов, А.Б. Анкудинов, В.А. Зеленский, а О.А. Голосов, А.Ю. Колобова // Физика и химия обработки материалов. 2015. № 6. С. 70-75.
43. Применение эффекта сверхпластичности при диффузной сварке конструкций из титановых и алюминиевых сплавов / В.Н. Гадалов, А.Е. Гвоздев, Н.Е. Стариков, А.А. Калинин, И.В. Ворначева, И.А. Макарова // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 11-2. С. 164-170.
44. Диффузионные процессы и их физико-математическое описание при сварке порошковых материалов / В.Н. Гадалов, Е.В. Скрипкина, А.Г. Беседин, А.Е. Гвоздев, С.Н. Кутепов, О.В. Пантюхин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 7. С. 65-77.
45. Металлические порошки и порошковые материалы: справочник / М.И. Алымов, Ю.В. Левинский, С.С. Набойченко, А.В. Касимцев, В.С. Панов, С.А. Оглезнева, И.М. Миляев, И.А. Тимофеев, Е.В. Вершинина, АЛО. Албагачиев, Ю.В. Тузов, О.Н. Фомина, В.С. Комлев.; под редакцией М.И. Алымова и Ю.В. Левинского. М.: Научный мир, 2018. 610 с.
46. Исследование фазовых превращений в быстрозакристаллизованных порошках титановых сплавов / В.Н. Гадалов, С.Н. Кутепов, И.А. Макарова, Д.С. Алымов, Р.Ю. Ерохин, А.Е. Гвоздев, А.А. Калинин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 3. С. 569-578.
47. Нано: технологии, материалы, трубки, частицы. Применение в машиностроении, медицине и других отраслях техники / В.Н. Гадалов, В.Р. Петренко, О.М. Губанов, С.В. Сафонов. М.: Аргамак-Медиа, 2021. 216 с.
48. Гадалов В.Н., Скрипкина Ю.В., Петренко В.Р. Изучение напряженно-деформированного состояния интерметаллидной прослойки при диффузионной сварке титано-алюминиевых конструкций // Сварочное производство. 2021. № 9. С. 44-47.
49. Обзор композиционных металлополимеров, упрочненных нано- и ультрадисперсными частицами / В.Н. Гадалов, О.М. Губанов, И.В. Ворначева, В.Р. Петренко, И.А. Макарова // Упрочняющие технологии и покрытия. 2021. Т. 17. № 9(201). С. 424-432.
50. Металловедение сварки с практикумом по технологии конструкционных материалов (ТКМ), специальными методами сварки и пайки, контролю качества сварных соединений: учебное пособие для вузов / В.Н. Гадалов, В.Р. Петренко, С.В. Сафонов, О.М. Губанов, Ю.В. Скрипкина. М.: Аргамак-Медиа, 2021. 400 с.
Гадалов Владимир Николаевич, д-р техн. наук, профессор, gadalov-vn@yandex.ru, Россия, Курск, Юго-Западный государственный университет,
Кутепов Сергей Николаевич, канд. пед. наук., доцент, kutepovsn@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Коваленко Ирина Анатольевна, канд. техн. наук, доцент, cubik368@mail. ru, Россия, Липецк, Липецкий государственный технический университет,
Петренко Владимир Романович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, petren-ko@vorstu.ru, Россия, Воронеж, Воронежский государственный технический университет,
Калинин Антон Алексеевич, заместитель директора по коммерческим вопросам издательства ТулГУ, antony-ak@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
PHYSICAL-MATHEMATICAL AND CHEMICAL DESCRIPTION OF DIFFUSION PROCESSES IN WELDING
POWDER MATERIALS
V.N. Gadalov, S.N. Kutepov, I.A. Kovalenko, V.R. Petrenko, A.A. Kalinin
The article considers diffusion processes and presents their physico-mathematical and chemical description in the welding of powder materials.
Key words: welding, diffusion processes, physico-mathematical and chemical description, self-diffusion, solid phase, compound, powder materials.
Gadalov Vladimir Nikolaevich, doctor of technical science, professor, gadalov-vn@yandex.ru, Russia, Kursk, Southwest State University,
Kutepov Sergey Nikolaevich, candidate of pedagogical science, docent, kutepovsn@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Kovalenko Irina Anatolyevna, candidate of technical science, docent, cubik368@mail.ru, Russia, Lipetsk, Lipetsk State Technical University,
Petrenko Vladimir Romanovich, doctor of technical sciences, head of department, petren-ko@vorstu.ru, Russia, Voronezh, Voronezh State Technical University,
Kalinin Anton Alekseevich, deputy director for commercial affairs of TulSU Publishing House, antony-ak@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
